DE102014102719A1

DE102014102719A1 - Differenzdruckmessaufnehmer

Info

Publication number: DE102014102719A1
Application number: DE102014102719.1A
Authority: DE
Inventors: Michael Hügel; Thomas Uehlin; Christian Hahn
Original assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Current assignee: Endress and Hauser SE and Co KG
Priority date: 2014-02-28
Filing date: 2014-02-28
Publication date: 2015-09-03
Also published as: WO2015128111A1; US20170010169A1; CA2939179C; EP3111186A1; EP3111186B1; CN106062526A; US10067023B2; CA2939179A1; CN106062526B

Abstract

Ein Differenzdruckmessaufnehmer (1) umfasst einen Messaufnehmerkörper (10); und einen Differenzdrucksensor (40), der in dem Messaufnehmerkörper (10) angeordnet ist, wobei der Messaufnehmerkörper eine Prozessanschlussfläche (11) mit einer ersten Druckeingangsöffnung und einer zweiten Druckeingangsöffnung aufweist, wobei der Differenzdrucksensor (40) durch die erste Druckeingangsöffnung mit einem ersten Druck und durch die zweite Druckeingangsöffnung mit einem zweiten Druck beaufschlagbar ist, wobei die erste Druckeingangsöffnung mit einer ersten Trennmembran (16) verschlossen ist, wobei die zweite Druckeingangsöffnung mit einer zweiten Trennmembran (16) verschlossen ist, wobei die erste Trennmemban mit einer ersten Dichtung (50) gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, und wobei die zweite Trennmembran mit einer zweiten Dichtung (50) gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer im Messbetrieb mit seiner Prozessanschlussfläche gegen einen Prozessanschlussflansch gespannt ist, wobei zwischen dem Prozessanschlussflansch und der Prozessanschlussfläche mindestens ein plattenförmiger Abstandhalter (30) mit planparallelen Oberflächen eingespannt ist, welcher den Abstand zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch definiert und eine Einspannung der Dichtungen (50) zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch begrenzt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Differenzdruckmessaufnehmer, welcher einen Messaufnehmerkörper und einen Differenzdrucksensor aufweist, der in dem Messaufnehmerkörper angeordnet ist, wobei der Messaufnehmerkörper eine Prozessanschlussfläche Druckeingangsöffnung und einer zweiten Druckeingangsöffnung aufweist, wobei der Differenzdrucksensor durch die erste Druckeingangsöffnung mit einem ersten Druck und durch die zweite Druckeingangsöffnung mit einem zweiten Druck beaufschlagbar ist, wobei die erste Druckeingangsöffnung mit einer ersten Trennmembran verschlossen ist, wobei die zweite Druckeingangsöffnung mit einer zweiten Trennmembran verschlossen ist, wobei die erste Trennmemban mit einer ersten Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, und wobei die zweite Trennmembran mit einer zweiten Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist.
Gattungsgemäße Differenzdruckmessaufnehmer sind beispielsweise in den Patenten US 5955675 , US 5922965 , US 6055863 und US 7080558 beschrieben sind.
In den Differenzdruckmessaufnehmer gemäß der genannten Patente werden als Dichtungen insbesondere metallische Dichtringe eingesetzt, welchewie die Druckeingangsöffnungen und Trennmembranen – in Vertiefungen in der Prozessanschlussfläche angeordnet sind, wobei durch die Tiefe der Vertiefungen die Kompression der Dichtringe vorgegeben ist, wenn man davon ausgeht dass die Prozessanschlussfläche des Differenzdruckmessaufnehmers im Einsatz gegen eine komplementäre Gegenfläche eines Flanschs gespannt ist.
Damit ist die Flächenpressung der Dichtringe, die einerseits so groß sein muss, dass die Dichtung einem Mediendruck standhält, und andererseits möglichst gering sein soll, um nicht die Messeigenschaften des Differenzdruckmessaufnehmers zu beeinträchtigen, im wesentlichen durch die Tiefe der Vertiefungen in der Prozessanschlussfläche definiert.
Die Präparation der Vertiefungen erfolgt insbesondere durch Span abhebende Bearbeitung des Messaufnehmerkörpers, was bei der erforderlichen Genauigkeit, wobei insbesondere Asymmetrien zwischen den beiden Vertiefungen zu vermeiden sind, sehr kostenintensiv ist. Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch den Differenzdruckmessaufnehmer gemäß dem unabhängigen Patentanspruch 1.
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Differenzdruckmessaufnehmer, welcher einen Messaufnehmerkörper und einen Differenzdrucksensor aufweist, der in dem Messaufnehmerkörper angeordnet ist, wobei der Messaufnehmerkörper eine Prozessanschlussfläche mit einer ersten Druckeingangsöffnung und einer zweiten Druckeingangsöffnung aufweist, wobei der Differenzdrucksensor durch die erste Druckeingangsöffnung mit einem ersten Druck und durch die zweite Druckeingangsöffnung mit einem zweiten Druck beaufschlagbar ist, wobei die erste Druckeingangsöffnung mit einer ersten Trennmembran verschlossen ist, wobei die zweite Druckeingangsöffnung mit einer zweiten Trennmembran verschlossen ist, wobei die erste Trennmemban mit einer ersten Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, und wobei die zweite Trennmembran mit einer zweiten Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer im Messbetrieb mit seiner Prozessanschlussfläche gegen einen Prozessanschlussflansch gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prozessanschlussflansch und der Prozessanschlussfläche mindestens ein plattenförmiger Abstandhalter mit planparallelen Oberflächen eingespannt ist, welcher den Abstand zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch definiert und eine Einspannung der Dichtungen zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch begrenzt.
Durch den plattenförmigen Abstandhalter wird über den definierten Abstand und die axiale Stärke der ersten und zweiten Dichtung in der Ruhelage der Kompressionsgrad und damit die Flächenpressung der Dichtungen definiert.
Mit dem erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmer lässt sich eine definierte und symmetrische Flächenpressung der Dichtungen genauer und einfacher realisieren, da die Herstellung eines Abstandhalters aus plattenförmigen Material mit planparallelen Oberflächen einfacher zu realisieren ist als die Präparation von Vertiefungen durch Span abhebende Bearbeitung des Messaufnehmerkörpers.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfasst der plattenförmigen Abstandhalter mindestens eine erste durchgehende Durchgangsöffnung, welche eine erste Dichtungsaufnahme bildet, und welche fluchtend mit der ersten Trennmembran positioniert ist. Vorzugsweise weist der plattenförmigen Abstandhalter zwei durchgehende Durchgangsöffnungen auf, welche jeweils eine Dichtungsaufnahme bilden, und welche jeweils fluchtend mit einer der Messmembranen positioniert sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Trennmembranen jeweils entlang einer umlaufenden Fügestelle im Randbereich der Trennmembran, welche jeweils eine der Druckeingangsöffnungen umgibt, mit dem Messaufnehmerkörper gefügt, wobei die Dichtungen jeweils auf dem Randbereich einer Trennmembran aufliegen, um die Fügestelle vor einem an der Trennmembranen anstehenden Prozessmedium zu schützen.
In einer Weiterbildung der Erfindung umfassen die Dichtungen einen metallischen Ringkörper, welche mindestens eine der Prozessanschlussfläche zugewandte erste Dichtfläche und mindestens eine der Prozessanschlussfläche abgewandte zweite Dichtfläche aufweist, wobei der axiale Abstand zwischen der ersten und der zweiten Dichtfläche durch Einspannen der Dichtungen zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch auf den durch den Abstandhalter definierten Abstand zumindest anteilig elastisch verringert wird.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Ringkörper zumindest im Bereich einer der Dichtflächen eine nicht-metallische, insbesondere thermoplastische, Beschichtung auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die thermoplastische Beschichtung mit PTFE, PFA, ein anderes Fluoropolymer oder einen organischen Werkstoff auf, welches eines der genannten Fluoropolymere enthält.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Abstandhalter einen Abstand der planparallelen Oberflächen auf, der nicht mehr als 5 mm, insbesondere nicht mehr als 2,5 mm, bevorzugt nicht mehr als 1,5 mm und besonders bevorzugt nicht mehr als 1,0 mm beträgt.
In einer Weiterbildung der Erfindung weisen die Durchgangsöffnungen in dem Abstandhalter einen Durchmesser auf, der nicht mehr als 40 mm, insbesondere nicht mehr als 30 mm und bevorzugt nicht mehr als 25 mm beträgt.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die metallischen Ringkörper als Schweißringe gestaltet, welche mit jeweils einer Trennmembran und dem Messaufnehmerkörper verschweißt sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung sind die Dichtungen mit Presspassung in den Durchgangsöffnungen des Abstandhalters fixiert oder in Spielpassung in den Durchgangsöffnungen positioniert.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Abstandhalter Durchgangsöffnungen auf, welche mit den Trennmembranen fluchten, wobei jeweils ein die Durchgangsöffnungen umgebender Randbereich des Abstandhalters plastisch verformt ist, um axial elastisch verformbare Dichtflächen zu bilden, welche durch Einspannen des Abstandhalters zwischen der Prozessanschlussfläche und einem Prozessanschlussflansch mit definierter Flächenpressung eingespannt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Abstandhalter zumindest im Bereich der elastisch verformbaren Dichtflächen eine nicht metallische, insbesondere thermoplastische, Beschichtung auf.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist die thermoplastische Beschichtung mit PTFE, PFA, ein anderes Fluoropolymer oder einen organischen Werkstoff auf, welches eines der genannten Fluoropolymere enthält.
Die Erfindung wird nun anhand der in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert, es zeigt:
1a: einen Längsschnitt durch ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers;
1b: eine Aufsicht auf das Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers aus 1a;
2: eine Detailansicht eines eingespannten Dichtrings des Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers aus 1a und 1b;
3: eine räumliche Darstellung eines zweiten Ausführungsbeispiels eines Abstandhalters eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers; und
4: einen Detailansicht des Abstandhalters aus 3 im Längsschnitt;
5: eine Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Abstandhalters eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers im Längsschnitt; und
6: eine Detailansicht eines dritten Ausführungsbeispiels eines Abstandhalters eines erfindungsgemäßen Differenzdruckmessaufnehmers im Längsschnitt.
Der in 1a, 1b und 2 gezeigte Differenzdruckmessaufnehmer 1 umfasst einen Messaufnehmerkörper 10, der auf einem Prozessanschlussflansch 20 montiert ist, wobei zwischen dem Prozessanschlussflansch 20, und dem Messaufnehmerkörper 10 ein Abstandhalter 30 eingespannt ist, der so dimensioniert ist, dass Dichtringe, welche in Durchgangsöffnungen 32 des Abstandhalters 30 positioniert sind, eine definierte Flächenpressung aufweisen.
Der Messaufnehmerkörper 10 weist eine Sensorkammer 17 auf, in welcher ein Differenzdrucksensor 40 angeordnet ist, wobei der Differenzdrucksensor 40 über 2 Kapillarleitungen 42, von denen er gehalten ist, mit einem ersten Druck und einem zweiten Druck beaufschlagbar ist, deren Differenz er zu erfassen hat. Der erste und der zweite Druck werden dem Differenzdruckmessaufnehmer 1 durch Bohrungen 22, welche sich durch den Prozessanschlußflansch 20 erstrecken, und durch Durchgangsöffnungen 32 in dem Abstandhalter 30 zugeführt, wobei die Kapillarleitungen 42 jeweils mit einer Druckeingangsöffnung kommunizieren, die sich von Vertiefungen 16 in einer ebenen frontseitigen Prozessanschlussfläche 11 des Messaufnehmerkörpers 10 in das Innere des Messaufnehmerkörpers 10 erstrecken. Die Druckeingangsöffnungen sind jeweils mit einer flexiblen, metallischen Trennmembranen 16 verschlossen, wobei die metallischen Trennmembranen 16 in ihrem Randbereich 14, der auf der ebenen Prozessanschlussfläche 11 angeordnet ist, jeweils entlang einer umlaufenden Fügestelle mit dem Messaufnehmerkörper 10 druckdicht gefügt sind.
Der Differenzdrucksensor 40 umfasst einen Messwandler mit einem kapazitiven Differentialkondensator, der an eine Vorortelektronik 44 angeschlossen ist, welche den Messwandler treibt, die Kapazitäten des Differentialkondensators ermittelt und einen vom Differenzdruck abhängigen digitalen Messwert bereitstellt. Der Differenzdrucksensor 40 und die Vorortelektronik 44 sind durch ein druckfestes metallisches Gehäusesegment 46, welches mit dem Messaufnehmerkörper 10 verschweißt ist, von der Umwelt geschützt, wobei das Gehäusesegment eine druckfeste Glasdurchführung aufweist, durch welches die Vorortelektronik 44 an eine übergeordnete Schaltung, beispielsweise eines Messumformers angeschlossen ist.
2 zeigt Einzelheiten des Details A aus 1a. In den beiden Durchgangsöffnungen 32 des Abstandhalters 30, der eine im wesentlichen planparallele Platte umfasst, ist jeweils ein Dichtring 50 angeordnet, welcher einen im wesentlichen formsteifen Basiskörper 52 aufweist, von dem sich ein erster Federschenkel 54 und ein zweiter Federschenkel 56 radial einwärts erstrecken, so dass der Dichtring im Schnitt etwa die Form eines K aufweist. Der Dichtring 50 weist einen metallischen Kern auf, der mit einer (hier nicht dargestellten) nicht-metallischen Schicht beschichtet ist. Die axiale Dimension des Dichtrings beträgt beispielsweise etwa 1 mm, wobei die Stärke der nicht-metallischen Beschichtung beispielsweise etwa 50 µm bis etwa 200 µm beträgt. Als Material für die nichtmetallische Beschichtung kommen insbesondere Fluorpolymere wie PTFE oder PFA oder Verbundwerkstoffe mit solchen Fluorpolymeren in Frage. Die Materialstärke des Abstandhalters 30 beträgt ebenfalls etwa 1 mm, wobei durch den Abstandhalter 30 der Abstand zwischen der Prozessanschlussfläche 11 des Messaufnehmerkörpers 10 und den Prozessanschlussflansch 20 – und damit die Endlage der beiden Federschenkel 54, 56 – vorgegeben ist. Aus dem axialen Abstand der beiden Federschenkel 54, 56 in einer nicht eingespannten Ruhelage des Dichtrings 50 ergibt sich damit der Kompressionsgrad bzw. die Flächenpressung zwischen den jeweils an den Dichtungspartnern anliegenden Dichtflächen der Federschenkel 54, 56. Die Federschenkel sind vorzugsweise so dimensioniert, dass die Flächenpressung zwar zu einer Kompression der nicht metallischen Beschichtung aber nicht zu deren Durchstoßen führt. Eine PFA-Schicht kann durch die axiale Kompression der Federschenkel beispielsweise von einer Ausgangsstärke von 200 µm auf etwa 100 µm komprimiert werden. Die axiale Elastizität der Federschenkel gewährleistet eine hinreichend konstante Flächenpressung, wobei auch die erheblichen Wärmeausdehnungsunterschiede zwischen der nicht-metallischen Beschichtung und den metallischen Komponenten ausgeglichen werden können.
Der Dichtring 50 dichtet somit die Umgebung des Differenzdruckmessaufnehmers 1 gegenüber einem Druckpfad, der sich durch die Durchgangsöffnung 32 in dem Abstandhalter 30 zu der Trennmembran 16 erstreckt. Insofern als der zweite Federschenkel 56 auf dem Randbereich 14 der Trennmembran 16 aufliegt, ist auch die Fügestelle zwischen der Trennmembran 16 und dem Messaufnehmerkörper 10, die radial außerhalb der Dichtfläche zwischen dem zweiten Federschenkel und der Trennmembran verläuft, vor einem Kontakt mit einem in dem Druckpfad entstehenden Medium geschützt.
Die 3–6 zeigen nun Ausführungsbeispiele von Abstandhaltern, wobei jeweils Dichtungen um Durchgangsöffnungen in den Abstandhaltern integriert sind. Die Abstandhalter weisen insbesondere einen metallischen Werkstoff auf und sind, zumindest im Bereich der Dichtungen, insbesondere auch vollflächig mit einer nicht-metallischen Beschichtung versehen, die beispielsweise einen thermoplastischen Werkstoff, insbesondere ein Fluorpolymer, beispielsweise PTFE oder PFA aufweist. Die Materialstärke diese Beschichtung beispielsweise beträgt nicht weniger als 50 µm und insbesondere nicht mehr als 200 µm.
Der in 3 gezeigte Abstandhalter 130 weist die gleiche Grundstruktur auf wie der Abstandhalter gemäß des 1. Ausführungsbeispiels, d.h., er weist zwei Durchgangsöffnungen 132 auf, durch welche sich im eingebauten Zustand des Abstandhalters Druckpfade erstrecken. Weiterhin weist er vier Bolzenlöcher 133 auf, durch welche Bolzen zu führen sind, mit denen der Differenzdruckmessaufnehmer am Prozessanschlussflansch montiert wird. Abweichend zum ersten Ausführungsbeispiel sind bei diesem und den folgenden Ausführungsbeispielen des Abstandhalters Dichtungen den Abstandhalter integriert. Vorliegend ist, wie detailliert in 4 dargestellt, jeweils ein Randbereich 134 um die Durchgangsöffnungen 132 durch plastische Verformung gegenüber den planparallelen Oberflächen des Abstandhalters 130 in eine neue, axial versetzte Gleichgewichtslage gebracht, aus der er durch Einspannen des Abstandhalters zwischen einer Prozessanschlussfläche und einem Prozessanschlussflansch elastisch ausgelenkt werden kann. Die plastische Verformung des Randbereichs kann wie bei der Präparation eines Durchzugs in Blechen erfolgen, beispielsweise wie bei der Herstellung von Gewinden in Blechen. Nach der Präparation des Durchzugs sind selbstverständlich ebene Dichtflächen zu präparieren, beispielsweise durch Schleifen. Anschließend sind zumindest die Dichtflächen, insbesondere aber die gesamten Oberflächen des Abstandhalters mit dem nicht-metallischen Material zu beschichten.
IM entfaltet ein Oberflächenabschnitt zwischen einem Innenradius 135 mit einem Außenradius 136 des axial vorstehenden Randbereichs die Wirkung einer ersten Dichtfläche, die beispielsweise am Randbereich der Trennmembran. Ein dem Außenradius 136 gegenüberliegender Oberflächenbereich auf der anderen Seite des Abstandhalters dient als zweite Dichtfläche, die beispielsweise am Prozessanschlussflansch anliegt.
Das in 5 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Abstandhalters 230 umfasst zwei Durchgangsöffnungen 232, wobei durch plastische Verformung zur Durchgangsöffnung 232 konzentrische, ringförmig umlaufende Rippen 234, 236 auf beiden Seiten des Abstandhalters um die Durchgangsöffnungen 232 gebildet sind, wobei die Höhe h der umlaufenden Rippen 234, 236 gegenüber einem Graben zwischen den beiden Rippen größer ist als die Höhe der Rippen gegenüber den planparallelen Oberflächen des Abstandhalters. Im Bereich der Rippen 232, 234 weist der Abstandhalter 230 die größten Flächenpressungen auf, wenn er zwischen einer Prozessanschlussfläche und einem Prozessanschlussflansch eingespannt ist. Die Rippen 232, 234 auf einer Seite des Abstandhalters 230 liegen bestimmungsgemäß auf dem Randbereich einer Trennmembran auf, wobei vorzugsweise beide Rippen einen kleineren Radius aufweisen als der Radius einer umlaufenden Fügestelle, mit welcher die Trennmembran an der Prozessanschlussfläche des Differenzdruckmessaufnehmers befestigt ist. Die Konturen der Rippen sind insbesondere durch Prägeverfahren herzustellen, bevor die Durchgangsöffnungen in die Abstandhalter eingebracht werden.
Das in 6 gezeigte Ausführungsbeispiel eines Abstandhalters 330 weist 2 Durchgangsöffnungen 332 auf, wobei jeweils ein die Druckeröffnungen umgebender Randbereich in Höhe der halben Materialstärke des Abstandhalters eine umlaufenden Ringnut 334 aufweist, der zwischen einem ersten Federring 336 in einem zweiten Federring 337 gebildet ist, wobei die Federringe zueinander einen Öffnungswinkel aufweisen, der nicht mehr als 60° insbesondere nicht mehr als 45° und bevorzugt nicht mehr als 30° beträgt. Durch Einspannen des Abstandhalters 330 zwischen einem Prozessanschlussflansch und einer Prozessanschlussfläche eines Differenzdruckmessaufnehmers werden die Federring 336, 337 axial komprimiert, so dass ihre äußeren Oberflächen als Dichtflächen gegen den Prozessanschlussflansch bzw. die Prozessanschlussfläche wirken.
Der Abstandhalter 330 kann beispielsweise in der Weise gefertigt werden, dass zunächst an Platten mit der halben Abstandhalterstärke ein Federring durch plastische Verformung des Randbereichs in Form eines Durchzugs um eine Durchgangsöffnung 232 gebildet wird, wobei anschließend 2 solche Platten miteinander gefügt werden. Hierbei ist darauf zu achten, dass am Außenradius 335 der Ringnut 334, die zwischen den beiden Ringfedern 336, 337 gebildet ist, eine zuverlässige Verbindung, beispielsweise durch eine umlaufende durch Widerstandsschweißen präparierte Schweißnaht, zwischen den Platten vorhanden ist, wodurch vorzugsweise ein Krümmungsradius definiert ist, der einen Mindestwert nicht unterschreitet, um Kerbspannungen zwischen den Ringfedern zu begrenzen.
Gleichermaßen kann mittels einer hochdrehenden Diamantsägefolie in einem Blech der vollen Abstandhalterstärke ein umlaufender Spalt in die Wand einer Durchgangsöffnung geschnitten und anschließend mit einer Hartmetallscheibe o. ä. rollend aufgedornt werden.
Wie bereits zuvor erwähnt, ist auch der Abstandhalter 330 mit einem nicht-metallischen Werkstoff beschichtet, wobei die Beschichtung insbesondere ein Fluorpolymer aufweist, wobei die Beschichtung insbesondere im Bereich der Ringnut 334 zum Korrosionsschutz der Verbindung zwischen den beiden Platten am Außenradius 335 der Ringnut 334 dient.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 5955675 [0002]
US 5922965 [0002]
US 6055863 [0002]
US 7080558 [0002]

Claims

Differenzdruckmessaufnehmer (1), umfassend: einen Messaufnehmerkörper (10); und einen Differenzdrucksensor (40), der in dem Messaufnehmerkörper (10) angeordnet ist, wobei der Messaufnehmerkörper (10) eine Prozessanschlussfläche (11) mit einer ersten Druckeingangsöffnung und einer zweiten Druckeingangsöffnung aufweist, wobei der Differenzdrucksensor (40) durch die erste Druckeingangsöffnung mit einem ersten Druck und durch die zweite Druckeingangsöffnung mit einem zweiten Druck beaufschlagbar ist, wobei die erste Druckeingangsöffnung mit einer ersten Trennmembran (16) verschlossen ist, wobei die zweite Druckeingangsöffnung mit einer zweiten Trennmembran (16) verschlossen ist, wobei die erste Trennmembran (50) mit einer ersten Dichtung (50) gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, und wobei die zweite Trennmembran (50) mit einer zweiten Dichtung gegenüber der Umgebung abgedichtet ist, wobei der Differenzdruckmessaufnehmer im Messbetrieb mit seiner Prozessanschlussfläche gegen einen Prozessanschlussflansch gespannt ist, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Prozessanschlussflansch und der Prozessanschlussfläche mindestens ein plattenförmiger Abstandhalter mit planparallelen Oberflächen eingespannt ist, welcher den Abstand zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch definiert und eine Einspannung der Dichtungen (50) zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch begrenzt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 1, wobei der plattenförmige Abstandhalter mindestens eine erste durchgehende Durchgangsöffnung, welche eine erste Dichtungsaufnahme bildet, und welche fluchtend mit der ersten Trennmembran positioniert ist, wobei der Abstandhalter vorzugsweise zwei durchgehende Durchgangsöffnungen aufweist, welche jeweils eine Dichtungsaufnahme bilden, und welche jeweils fluchtend mit einer der Messmembranen positioniert sind.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Trennmembranen jeweils entlang einer umlaufenden Fügestelle im Randbereich der Trennmembran, welche jeweils eine der Druckeingangsöffnungen umgibt, mit dem Messaufnehmerkörper gefügt, wobei die Dichtungen jeweils auf dem Randbereich einer Trennmembran aufliegen, um die Fügestelle vor einem an der Trennmembranen anstehenden Prozessmedium zu schützen.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Dichtungen jeweils einen metallischen Ringkörper aufweisen, welcher mindestens eine der Prozessanschlussfläche zugewandte erste Dichtfläche und mindestens eine der Prozessanschlussfläche abgewandte zweite Dichtfläche aufweist, wobei der axiale Abstand zwischen der ersten und der zweiten Dichtfläche durch Einspannen der Dichtungen zwischen der Prozessanschlussfläche und dem Prozessanschlussflansch auf den durch den Abstandhalter definierten Abstand zumindest anteilig elastisch verringert wird.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 4, wobei die Ringkörper zumindest im Bereich einer der Dichtflächen eine nicht-metallische, insbesondere thermoplastische, Beschichtung aufweisen.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 5, wobei die thermoplastische Beschichtung PTFE, PFA, ein anderes Fluoropolymer oder einen organischen Werkstoff aufweist, welche eines der genannten Fluoropolymere enthält.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Abstandhalter einen Abstand der planparallelen Oberflächen aufweist, der nicht mehr als 5 mm, insbesondere nicht mehr als 2,5 mm, bevorzugt nicht mehr als 1,5 mm und besonders bevorzugt nicht mehr als 1,0 mm beträgt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die Durchgangsöffnungen in dem Abstandhalter einen Durchmesser aufweisen, der nicht mehr als 40 mm, insbesondere nicht mehr als 30 mm und bevorzugt nicht mehr als 25 mm beträgt.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 4 oder einem von Anspruch 4 abhängigen Anspruch, wobei, die metallischen Ringkörper als Schweißringe gestaltet sind, welche mit jeweils einer Trennmembran und dem Messaufnehmerkörper verschweißt sind.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 2 oder einem von Anspruch 2 abhängigen Anspruch, wobei die Dichtungen mit Presspassung in den Durchgangsöffnungen des Abstandhalters fixiert sind oder in Spielpassung in den Durchgangsöffnungen positioniert sind.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 1, wobei der Abstandhalter Durchgangsöffnungen aufweist, welche mit den Trennmembranen fluchten, wobei jeweils ein die Durchgangsöffnungen umgebender Randbereich des Abstandhalters plastisch verformt ist, um axial elastisch auslenkbare Dichtflächen zu bilden, welche durch Einspannen des Abstandhalters zwischen der Prozessanschlussfläche und einem Prozessanschlussflansch mit definierter Flächenpressung eingespannt sind.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 11, wobei der Abstandhalter zumindest im Bereich der elastisch auslenkbaren Dichtflächen eine nicht metallische, insbesondere thermoplastische, Beschichtung aufweist.
Differenzdruckmessaufnehmer nach Anspruch 12, wobei die thermoplastische Beschichtung mit PTFE, PFA, ein anderes Fluoropolymer oder einen organischen Werkstoff aufweist, welcher eines der genannten Fluoropolymere enthält.